1990—2010年淮河流域人类活动净氮输入

1990—2010年,淮河流域粮食产量由6414×10⁴ t增长到10121×10⁴ t(增幅为58%),城市化率由13%增长到35%(涨幅为22%),流域社会经济发生了显著变化.从流域整体定量评估人类活动所带来的生态环境影响将为区域生态环境管理提供科学依据.本文估算淮河流域1990—2010年人类活动净氮输入(NANI)的空间分布及变化趋势.结果表明: 研究期间,淮河流域氮输入量呈现出增加趋势;1990—2001年流域内氮输入量快速增加,2001年后氮输入增加趋势减缓.1990年氮输入量为17232 kg N·km^-2·a^-1,2003年氮输入量最高,为28771 kg N·km^-2·a^-1,2010年回落为26415 kg N·km^-2·a^-1.从氮输入的组成上来看,化肥和大气氮沉降仍然是最主要的输入来源,其次为食品/饲料和生物固氮的输入.化肥和大气沉降输入占总氮输入的比例持续增加,由1990年的64%和16%分别增长至2010年的77%和19%.单纯以增施化肥来实现粮食增产、化石燃料大量燃烧来推动经济发展的观念,应切实转变到改善农业耕种技术、实现新能源的发展轨道上来,进而推动社会经济的可持续发展.     

神农架地区川金丝猴栖息地四种树生地衣的氮敏感性

为了解氮沉降对神农架地区川金丝猴栖息地地衣多样性的潜在影响,本文以最大光合效率Fv/Fm、地衣细胞膜完整性(RE)和叶绿素OD435/OD415为指标,以神农架地区生物量较大、可能被川金丝猴取食的4种树生地衣(长松萝Usnea longissima、桦树松萝Usnea betulina、杯树花日本变种Ramalina calicaris var.japonica和裸缘衣Parmotrema hypoleucinum)为对象,以去离子水和不同浓度的KNO3、NH4NO3和(NH4)2SO4的溶液浸泡处理,采用MiniPAM荧光仪在氮处理前和处理后的0、24、48和72 h分别测定地衣的Fv/Fm值,在72 h后测定地衣浸出液电导率RE和叶绿素OD435/OD415值,研究4种地衣的氮敏感性。结果表明,4种地衣对72 h的高氮处理均表现出敏感性,但敏感的氮素类型和指示指标存在种间差异。其中,(1)以Fv/Fm为指标,长松萝和桦树松萝对KNO3最敏感,杯树花日本变种和裸缘衣则对(NH4)2SO4较为敏感;(2)以RE为指标时,长松萝和桦树松萝对(NH4)2SO4最敏感,而杯树花日本变种在KNO3、NH4NO3和(NH4)2SO4间无差异,裸缘衣则对(NH4)2SO4较为敏感;(3)以OD435/OD415为指标时,长松萝和裸缘衣对(NH4)2SO4较为敏感,桦树松萝对KNO3和(NH4)2SO4均敏感,杯树花日本变种则对KNO3、NH4NO3和(NH4)2SO4均敏感。上述研究结果不仅证明川金丝猴栖息地树生地衣面临氮沉降的现实威胁,还说明其氮敏感性具有种特异性和及其作用机制的复杂性。因此,进一步开展川金丝猴栖息地氮沉降特征及其对川金丝猴主食地衣影响的研究,对川金丝猴保育具有重要的意义。     

不同水肥处理对夏玉米田土壤微生物特性的影响

以氮高效率型玉米品种(ZN99)为试验材料,研究了不同水肥处理对夏玉米田土壤微生物特性的影响.采用裂区设计,主区为灌水处理,设置了2个灌溉水平(玉米全生育期内灌水526和263 mm);副区为施肥处理,设置了3种肥料类型(无机肥U、有机肥M、有机无机混施UM)和2个施氮水平(N 100和200 kg·hm-2).结果表明:灌水量影响了肥料对土壤微生物生物量(碳、氮)和微生物多样性的调控,施有机肥只有在充足灌水条件下才能显著提高土壤微生物生物量碳(14.3%~33.6%)、微生物生物量氮(1.8~2.3倍)和丰富度.适量灌水、增施有机肥或有机无机配施可增加土壤中具有固氮能力的厚壁菌、γ-变形菌或α-变形菌的种类和相对数量.同一施氮量下,有机肥与无机肥对产量的影响差异不显著.从可持续生产角度考虑,适量灌水条件下,增施有机肥更有利于土壤微生物生物量及多样性的提高,增强土壤水肥供应能力.     

长江宜宾江段铜鱼属鱼类种间食物关系

采用碳、氮稳定同位素技术对2012年4-5月长江宜宾江段铜鱼和圆口铜鱼的食物组成进行了分析,并利用多元统计分析方法探讨了铜鱼和圆口铜鱼种间食物关系,包括饵料相似性指数、重叠系数及2种鱼的摄食器官形态差异对食物组成的影响.结果表明:1)铜鱼的δ13C和δ15N变化范围分别为-21.15‰～-20.31‰和9.67‰～ 10.21‰,为偏动物性的杂食性鱼类;圆口铜鱼的δ13C和δ15N分别为-23.30‰～-21.18‰和7.40‰～ 9.21‰,相对铜鱼为偏植物性的杂食性鱼类,铜鱼和圆口铜鱼均与传统肠含物分析的结果存在一定的差异;2)两种鱼的食物相似性指数和食物重叠系数分别为78.7％和55.6％;3)主成分分析(PCA)表明,铜鱼和圆口铜鱼摄食器官形态特征存在一定的差异.长江宜宾江段铜鱼和圆口铜鱼种间竞争不激烈,作为向家坝蓄水前最后一次对长江宜宾江段铜鱼和圆口铜鱼食性及种间食物关系的调查,研究结果可为分析向家坝蓄水对宜宾江段鱼类营养结构的影响提供数据参考.     

A~2/O工艺脱氮除磷影响因素分析

A2/O工艺是一种高效脱氮除磷的污水处理工艺,是目前被应用最广泛的脱氮除磷工艺之一。然而其运行过程受多个因素的影响,比如污泥龄、DO和碳源等,使脱氮除磷效果很难达到最佳。本文主要分析了A2/O工艺脱氮除磷中各因素的影响,同时综述了如何控制这些因素使脱氮除磷达到最佳效果。     

人工湿地系统微生物去除污染物的研究进展

人工湿地系统是模拟自然湿地,通过植物、土壤、微生物的相互作用去除污染物,从而实现净化污水、美化环境的功能,是一种经济环保且高效的污水处理技术。微生物作为人工湿地生态系统的重要组成部分,承担着对污水、废水中污染物的吸收和分解。本文从微生物种群分布特征和影响微生物生态分布及去污能力的三个因素,温度和营养物质、基质方面,总结归纳了人工湿地微生物去除污染物的研究进展。     

市域尺度农村系统氮素流动及污染氮足迹核算——以沈阳市为例

理解农村系统的氮素流动、排放和利用过程对减少农业活动引起的潜在环境污染和促进养分资源的可持续利用具有重要意义。本研究基于集成食物链养分流动模型和氮足迹模型,提出市域尺度农村系统氮核算框架,并从种植、动物养殖和农村人居3个子系统对1998—2018年沈阳市的氮素流、循环利用和污染氮足迹开展量化比较研究。结果表明: 2018年沈阳市种植子系统、动物养殖子系统和农村人居子系统的氮素利用率分别为36.1%、59.7%和70.1%,分别比1998年增长了15.9%、9.1%和0.7%;2018年沈阳市农村系统污染氮足迹总量为123.5 Gg,比1998年增长了21.6%;1998—2014年沈阳市农村系统污染氮足迹增长较快,随后有所下降;2018年种植子系统、动物养殖子系统和人居子系统中未利用氮素分别为129.5、62.2和8.7 Gg,相当于420.4、202.1和8.7 Gg氮肥的养分资源量。总体上,农村系统氮素利用率从生产端到消费端逐渐递增,但对农村系统氮素的时空分异情况还有待进一步的研究。     

古尔班通古特沙漠一年生植物的氮吸收策略

同一生活型的植物可能通过吸收不同形态的氮来利用陆地生态系统中有限的氮, 避免和减少对资源的竞争, 从而完成共生。研究荒漠生态系统同一生活型植物对氮的利用是否存在生态位分离, 有助于深入了解荒漠植物的生存策略, 更好掌握氮利用对荒漠植物生存的影响。该研究利用¹⁵N同位素示踪法, 研究古尔班通古特沙漠中广泛分布的2种一年生植物——角果藜(Ceratocarpus arenarius)和碱蓬(Suaeda glauca)在不同月份和不同土壤深度对不同形态氮的吸收策略。结果显示, 在浅层土壤中, 2种植物7月的氮吸收速率均高于6月; 对比不同形态氮的吸收速率, 植物对无机氮的吸收均高于有机氮, 角果藜更偏好吸收硝态氮, 每克干根系最高氮吸收速率可达3.81 μg·h^-1, 碱蓬更偏好吸收铵态氮, 每克干根系最高氮吸收速率可达4.74 μg·h^-1; 从不同形态氮对总氮的贡献率看, 硝态氮是角果藜吸收氮的有利形态, 占比在35.7%-43.9%之间, 铵态氮是碱蓬吸收氮的有利形态, 占比最高可达48.3%, 最低也有40.0%。2种一年生植物不仅可以利用土壤中的无机氮, 也可以直接吸收利用土壤有机氮。研究结果表明: 在古尔班通古特沙漠生态系统中, 一年生植物对氮的吸收能力有着差异和多元化的特点, 且均可吸收土壤中的可溶性有机态氮源。     

基于碳-水-氮耦合过程改进模型的温带草地生态系统生产力模拟研究

基于碳-水-氮耦合过程改进模型的温带草地生态系统生产力模拟研究 预测气候变化背景下生态系统总初级生产力的响应是全球变化生态学研究领域的一项核心任务。然而,对模型研究领域来说,准确模拟干旱生态系统总初级生产力的年际变异仍然是一个巨大的挑战。土壤含水量和总初级生产力对土壤水敏感性的精确模拟,是预测干旱生态系统中总初级生产力年际变异的两个关键方面。为此,本研究以一个广泛应用的生态系统模型(Biome-BGC模型)为例,旨在改进温带草地生态系统的模型模拟效果。一方面,通过对蒸散模块、土壤水沿剖面的垂直分布和田间持水量计算的改进和调整,模型实现了对土壤水模拟的更新。另一方面,我们改进了影响水-氮关系的函数,从而调节了总初级生产力对土壤水的敏感性。研究结果表明,原有模型高估了土壤含水量,低估了总初级生产力敏感性的年际变异,从而导致模拟总初级生产力的年际变异低于观测值。例如,原模型严重低估了总初级生产力在干旱年份的减少。相比之下,改进后的模型准确地模拟了观测土壤水的季节和年际变化,特别是表层土壤水。通过优化影响氮矿化的参数,改进后的模型改善了总初级生产力对土壤水敏感性的模拟,使其更接近观测值。因此,改进后模型对总初级生产力年际变异的模拟得到了很大程度的提高。我们的结果表明,在对干旱生态系统总初级生产力年际变异进行模拟时,应优先考虑表层土壤水及其对氮有效性的影响。     

DNMT在幽门螺杆菌感染与非感染胃粘膜组织的差异表达

DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase, DNMT）是表观遗传学研究热点. 本文分析DNMT1、DNMT2、DNMT3A、DNMT3B、 DNMT3L在成人胃粘膜的表达,并初步研究DNMT抑制剂对胃粘膜细胞的影响. 免疫组织化学法对60例成人胃粘膜组织分析发现 ,5种DNMT均在组织中表达,以DNMT2、DNMT3B表达率较高,DNMT3L、DNMT3A次之,DNMT1较低.进一步分析发现,幽门螺杆菌 感染与非感染的胃粘膜组织有DNMT表达差异,以感染组中DNMT1、DNMT2、DNMT3B表达增强较显著. 免疫荧光法及Western免 疫印迹法对胃粘膜细胞株GES 1分析发现,5种DNMT亦在细胞中表达;且DNMT1为胞核胞浆共表达,DNMT2为胞核表达, DNMT3A、DNMT3B、DNMT3L为胞浆表达. 噻唑蓝比色法研究GES-1发现,DNMT抑制剂5-氮杂-2′-脱氧胞苷可抑制GES 1增 殖,并呈时间剂量依赖. 研究提示,DNMT在成人胃粘膜表达并发挥作用,幽门螺旋杆菌感染可能与DNMT表达异常相关.